Die vorliegende Offenlegung betritt ein Ansaugsystem für einen Motor.
Die Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Nr. 2010-14079 offenbart ein Steuergerät für einen Verbrennungsmotor und ein durch das Steuergerät gesteuertes Ansaugsystem (d. h. einen Ansaugkrümmer). Dieses Ansaugsystem umfasst einzelne Ansaugdurchgänge, die für die jeweiligen Zylinder vorgesehen sind. Jeder der einzelnen Ansaugdurchgänge verzweigt sich stromaufwärts in einen ersten Ansaugdurchgang und einen zweiten Ansaugdurchgang, und die ersten und zweiten Ansaugdurchgänge kommuniziert jeweils mit einer Volumenkammer in einem Ausgleichstank. Die ersten und zweiten Ansaugdurchgänge eines jeden einzelnen Ansaugdurchgangs konvergieren indessen stromabwärts zu einem Ansaugdurchgang. Die ersten und zweiten Ansaugdurchgänge sind jeweils konfiguriert, um bei einer unterschiedlichen Motorumdrehung einen dynamischen Aufladeeffekt zu erhalten. Ferner ist ein variables Ventil an einem Verzweigungspunkt des ersten und zweiten Ansaugdurchgangs vorgesehen. Dieses Steuergerät ändert kontinuierlich eine Öffnung des variablen Ventils auf der Grundlage eines Laufzustands des Motors, um dynamische Aufladeeffekte zu erzielen und den volumetrischen Wirkungsgrad zwischen der Nähe einer ersten Umdrehung im mittleren Geschwindigkeitsbereich und der Nähe einer zweiten Umdrehung im hohen Geschwindigkeitsbereich zu erhöhen. Somit sieht das Steuergerät den Erhalt eines hohen Motordrehmoments vor.The present disclosure enters an intake system for an engine.
Japanese Unexamined Patent Application No. 2010-14079 discloses a controller for an internal combustion engine and an intake system (ie, an intake manifold) controlled by the controller. This intake system comprises individual intake passages which are provided for the respective cylinders. Each of the individual suction passages branches upstream into a first suction passage and a second suction passage, and the first and second suction passages each communicate with a volume chamber in a surge tank. Meanwhile, the first and second suction passages of each individual suction passage converge to a suction passage downstream. The first and second intake passages are each configured to obtain a dynamic supercharging effect with a different engine revolution. Further, a variable valve is provided at a branch point of the first and second suction passages. This controller continuously changes an opening of the variable valve based on a running condition of the engine to achieve dynamic supercharging effects and increase the volumetric efficiency between near a first revolution in the medium speed range and near a second revolution in the high speed range. The control unit thus provides for maintaining a high engine torque.
In dem in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2010-14079 offenbarten variablen Ansaugsystem ist in jedem einzelnen Ansaugdurchgang ein variables Ventil vorgesehen. Daher weist das variable Ansaugsystem einen Nachteil dahingehend auf, dass durch die variablen Ventile und ihre Steuersysteme ein Gewicht und die Herstellungskosten zwangsläufig zunehmen.
Wenn allerdings zwischen der Volumenkammer und der Innenseite eines jeden der Zylinder eine Kommunikation über einen einzelnen individuellen Ansaugdurchgang eingerichtet wird, wird der dynamische Aufladeeffekt nur bei einer bestimmten Motorumdrehung erhalten. Daher ist ein hohes Motordrehmoment nur in einem engen Geschwindigkeitsbereich verfügbar.
Eine der Anforderungen an Ansaugsysteme besteht in der Reduktion ihres Gewichts und den Herstellungskosten, sowie in der Zunahme des volumetrischen Wirkungsgrades bei höherer Motorgeschwindigkeit, um ein hohes Motordrehmoment über einen breiten Geschwindigkeitsbereich bei hoher Motorgeschwindigkeit zu erhalten.In the Japanese Unexamined Patent Application No. 2010-14079 disclosed variable intake system, a variable valve is provided in each individual intake passage. Therefore, the variable intake system has a disadvantage in that the variable valves and their control systems inevitably increase weight and manufacturing cost.
However, if communication is established between the volume chamber and the inside of each of the cylinders via a single individual intake passage, the dynamic supercharging effect is obtained only at a certain engine revolution. Therefore, a high engine torque is only available in a narrow speed range.
One of the requirements for intake systems is to reduce their weight and manufacturing cost, and to increase volumetric efficiency at higher engine speeds in order to obtain high engine torque over a wide range of speeds at high engine speeds.
Ein Ansaugsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der EP 1 724 451 A2 bekannt. Die Druckschriften DE 43 07 313 A1 und US 4 919 086 A zeigen weitere Ansaugsysteme aus dem Stand der Technik.An intake system according to the preamble of claim 1 is from US Pat EP 1 724 451 A2 known. The pamphlets DE 43 07 313 A1 and U.S. 4,919,086 A show further intake systems from the prior art.
Angesichts des vorgenannten Hintergrunds ist es darum eine Aufgabe der vorliegenden Offenlegung, ein Ansaugsystem eines Motors anzugeben, das den Volumenwirkungsgrad bei hoher Motorgeschwindigkeit erhöht, während Gewicht und Herstellungskosten des Ansaugsystems reduziert werden.
Eine hier offenbarte Technik umfasst einen Motor, einschließlich von Zylindern, die jeweils mit einer zugehörigen Ansaugöffnung der Ansaugöffnungen kommunizieren, die durch Ansaugventile geöffnet und geschlossen werden, und einen Ansaugkrümmer, der an einem Seitenteil des Motors angebracht ist, wobei der Ansaugkrümmer Folgendes aufweist: einen Ausgleichstank, der eine Volumenkammer definiert; und individuelle Angusskanäle mit (i) stromaufwärtigen Endabschnitten, die an den Ausgleichstank angeschlossen sind, und (ii) stromabwärtigen Endabschnitten, die an die Ansaugöffnungen angeschlossen sind, wobei die einzelnen Angusskanäle einzelne Ansaugdurchgänge definieren, die jeweils einen zugehörigen Zylinder der Zylinder mit der Volumenkammer verbinden.
Die einzelnen Ansaugdurchgänge umfassen jeweils Folgendes: eine erste Route, einschließlich (i) eines ersten stromaufwärtigen Durchgangs, der sich von der Volumenkammer aus ausdehnt, und (ii) einen stromabwärtigen Durchgang, der sich von dem ersten stromaufwärtigen Durchgang aus fortsetzt und mit dem ein Zylinder verbunden ist, wobei die erste Route eine natürliche Frequenz einer Luftsäule aufweist, die mit einer ersten Umdrehung synchronisiert ist, die höher ist als eine Motorumdrehung für maximales Drehmoment, derart dass ein dynamischer Aufladeeffekt bei der ersten Umdrehung erhalten wird; und eine zweite Route einschließlich (i) eines zweiten stromaufwärtigen Durchgangs, der sich von der Volumenkammer aus erstreckt und sich bis zum stromabwärtigen Durchgang fortsetzt, und (ii) des stromabwärtigen Durchgangs, wobei die zweite Route eine natürlich Frequenz einer Luftsäule aufweist, die mit einer zweiten Umdrehung synchronisiert ist, die höher ist die Motorumdrehung für maximales Drehmoment, derart dass ein dynamischer Aufladeeffekt bei der zweiten Umdrehung erhalten wird, wobei der zweite stromaufwärtige Durchgang von dem ersten stromaufwärtigen Durchgang verschieden ist, und die zweite Umdrehung von der ersten Umdrehung verschieden ist.In view of the foregoing background, it is therefore an object of the present disclosure to provide an intake system of an engine which increases the volume efficiency at high engine speed while reducing the weight and manufacturing costs of the intake system.
One technique disclosed herein includes an engine including cylinders each communicating with a respective one of the intake ports that are opened and closed by intake valves, and an intake manifold attached to a side portion of the engine, the intake manifold comprising: a Equalizing tank defining a volume chamber; and individual runners having (i) upstream end portions connected to the surge tank and (ii) downstream end portions connected to the suction ports, the individual runners defining individual suction passages each connecting an associated one of the cylinders to the volume chamber .
The individual intake passages each include: a first route including (i) a first upstream passage extending from the volume chamber and (ii) a downstream passage continuing from the first upstream passage and with which a cylinder is connected, the first route having a natural frequency of a column of air synchronized with a first revolution that is higher than an engine revolution for maximum torque such that a dynamic supercharging effect is obtained at the first revolution; and a second route including (i) a second upstream passage extending from the volume chamber and continuing to the downstream passage, and (ii) the downstream passage, the second route having a natural frequency of an air column that corresponds to a The second revolution is synchronized, the higher the engine revolution for maximum torque, such that a dynamic supercharging effect is obtained in the second revolution, the second upstream passage being different from the first upstream passage, and the second revolution being different from the first revolution.
Die erste und zweite Route sind immer offen, ohne Rücksicht auf einen Laufzustand des Motors.The first and second routes are always open regardless of a running condition of the engine.
Der erste stromaufwärtige Durchgang bzw. der zweite stromaufwärtige Durchgang kommunizieren über eine erste Öffnung bzw. eine zweite Öffnung mit der Volumenkammer, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung an einer motorferneren Seitenfläche des Ausgleichstanks offen sind.The first upstream passage and the second upstream passage communicate via a first opening and a second opening with the volume chamber, the first Opening and the second opening are open on a side surface of the surge tank further away from the engine.
Die erste Öffnung und die zweite Öffnung sind in einer Richtung einer Zylinderachse des Motors angeordnet.The first port and the second port are arranged in a direction of a cylinder axis of the engine.
Dann wird eine Differenz zwischen der ersten und der zweiten Umdrehung auf geringer als oder gleich 15 % einer maximalen Motorumdrehung eingestellt.Then a difference between the first and second revolutions is set to be less than or equal to 15% of a maximum engine revolution.
Der „dynamische Aufladeeffekt“ hat hier den Zweck der Verwendung einer Druckwelle, die auftritt, wenn sich ein Ansaugventil öffnet, und die sich durch jeden einzelnen Ansaugdurchgang fortpflanzt, um die Ansaugluft in den Zylinder hineinzupressen und den volumetrischen Wirkungsgrad zu erhöhen. Dieser dynamische Aufladeeffekt ist ein sogenannter inertialer Aufladeeffekt, der eine Druckwelle (d. h. eine erste Pulsierung) nutzt, die einmal zwischen dem unmittelbar stromaufwärtigen Teil des Ansaugventils und der Volumenkammer hin und her läuft. Gemäß dieser Konfiguration weist der einzelne Ansaugdurchgang den stromaufwärtigen Durchgang und einen des ersten stromaufwärtigen Durchgangs oder des zweiten stromaufwärtigen Durchgangs auf. Der stromaufwärtige Durchgang weist eine Ansaugöffnung auf. In den einzelnen Ansaugdurchgängen ist die erste Route einschließlich erstem stromaufwärtigem Durchgang und stromabwärtigem Durchgang jeweils konfiguriert, um einen dynamischen Aufladeeffekt bei der ersten Umdrehung zu erhalten, und der zweite Weg, einschließlich zweitem stromaufwärtigem Durchgang und stromabwärtigem Durchgang ist konfiguriert, um einen dynamischen Aufladeeffekt bei der zweiten Umdrehung zu erhalten. Die erste Umdrehung und die zweite Umdrehung sind höher als die Motorumdrehung für maximales Drehmoment. Sowohl die erste als auch die zweite Route sind immer offen, ohne Rücksicht auf einen Laufzustand des Motors. Ferner sind der erste und der zweite stromaufwärtige Durchgang parallel zueinander an die Seitenfläche des Ausgleichstanks motorferner angeschlossen - d.h. auf der gleichen Seitenfläche des Ausgleichstanks.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben herausgefunden, dass in dem Ansaugsystem mit der obigen Konfiguration der volumetrische Wirkungsgrad über einen relativ breiten Geschwindigkeitsbereich bei hoher Motorgeschwindigkeit, oberhalb der Motorumdrehung für maximales Drehmoment, einschließlich erster und zweiter Umdrehung, erhöht werden kann, wenn die Differenz zwischen der ersten und zweiten Umdrehung weniger oder gleich 15 % der maximalen Motorumdrehung beträgt.The purpose of the "dynamic boost effect" here is to use a pressure wave that occurs when an intake valve opens and that propagates through each individual intake passage to force intake air into the cylinder and increase volumetric efficiency. This dynamic charging effect is a so-called inertial charging effect, which uses a pressure wave (ie a first pulsation) that runs back and forth between the immediately upstream part of the suction valve and the volume chamber. According to this configuration, the single suction passage has the upstream passage and one of the first upstream passage and the second upstream passage. The upstream passage has a suction port. In the individual intake passages, the first route including the first upstream passage and downstream passage is configured to obtain a dynamic charging effect at the first revolution, and the second route including the second upstream passage and downstream passage is configured to have a dynamic charging effect at the second turn. The first revolution and the second revolution are higher than the motor revolution for maximum torque. Both the first and second routes are always open regardless of a running condition of the engine. Furthermore, the first and second upstream passages are connected in parallel to one another to the side surface of the surge tank further from the engine - ie on the same side surface of the surge tank.
The inventors of the present application have found that in the intake system with the above configuration, the volumetric efficiency can be increased over a relatively wide range of speeds at high engine speed, above the engine revolution for maximum torque, including first and second revolutions, if the difference between the first and second revolutions is less than or equal to 15% of the maximum engine revolution.
Genauer gesagt ist die Differenz zwischen der ersten und der zweiten Umdrehung relativ gering, wenn die Differenz innerhalb des 15-Prozent-Bereichs eingestellt wird. Die geringe Differenz bewirkt (i) eine natürliche Frequenz einer Luftsäule für die Druckwelle, die sich durch die erste Route ausbreitet, und (ii) eine natürliche Frequenz einer Luftsäule für die Druckwelle, die sich durch die zweite Route ausbreitet, um einander relativ nahe zu kommen. Daher ermöglichen es die relativ nahe beieinander liegenden natürlichen Frequenzen, dass eine nachteilige Auswirkung aufgrund der Interferenz zwischen den Druckwellen, die sich durch die jeweiligen Routen ausbreiten, verringert wird, und die von beiden Druckwellen verursachten dynamischen Aufladeeffekte effektiv erreicht werden. Außerdem weisen die einzelnen Ansaugdurchgänge jeweils zwei Durchgänge stromaufwärts auf. Dies erhöht den Querschnitt der Durchgänge und vermindert den Druckverlust der Ansaugluft. Folglich kann der volumetrische Wirkungsgrad über einen relativ breiten Geschwindigkeitsbereich erhöht werden, bei hoher Motorgeschwindigkeit oberhalb der Motorumdrehung für maximales Drehmoment, einschließlich der ersten und zweiten Umdrehung. Als Ergebnis kann sich das Drehmoment des Motors über einen relativ breiten Geschwindigkeitsbereich bei hoher Motorgeschwindigkeit erhöhen.More specifically, the difference between the first and second revolutions is relatively small when the difference is set within the 15 percent range. The small difference causes (i) a natural frequency of air column for the pressure wave propagating through the first route and (ii) a natural frequency of air column for the pressure wave propagating through the second route to be relatively close to each other come. Therefore, the relatively close natural frequencies enable an adverse effect due to the interference between the pressure waves propagating through the respective routes to be reduced, and the dynamic charging effects caused by both pressure waves to be effectively achieved. In addition, the individual intake passages each have two passages upstream. This increases the cross-section of the passages and reduces the pressure loss of the intake air. As a result, volumetric efficiency can be increased over a relatively wide range of speeds, with high engine speeds above the engine revolution for maximum torque, including the first and second revolutions. As a result, the torque of the engine can increase over a relatively wide range of speeds at high engine speeds.
Außerdem ermöglicht es das Ansaugsystem, dass die ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgänge immer offen sind, ohne Rücksicht auf einen Laufzustand des Motors, und beseitigt somit das Erfordernis eines einem variablen Ventil entsprechenden Elements, nicht wie bei einem typischen variablen Ansaugsystem. Daher können Gewicht und Herstellungskosten des Ansaugsystems für das beseitigte Element und das Steuersystem des Elements verringert werden.In addition, the intake system enables the first and second upstream passages to be always open regardless of a running condition of the engine, thus eliminating the need for a variable valve element unlike a typical variable intake system. Therefore, the weight and manufacturing cost of the suction system for the eliminated element and the control system of the element can be reduced.
Ein typisches variables Ansaugsystem ist ausgelegt auf Erhöhung des volumetrischen Wirkungsgrads über einen relativ breiten Geschwindigkeitsbereich, der von einem Niedergeschwindigkeitsbereich zu einem Hochgeschwindigkeitsbereich reicht, durch relatives Erhöhen der Differenz zwischen Umdrehungen, bei denen die dynamischen Aufladeeffekte mit jeweils zwei Durchgängen erhalten werden, und durch Öffnen und Schließen von einem der Durchgänge mit einem variablen Ventil. Das Ansaugsystem gemäß der vorliegenden Konfiguration beabsichtigt jedoch die Zunahme des volumetrischen Wirkungsgrads über einen breiten Geschwindigkeitsbereich bei hoher Motorgeschwindigkeit durch relatives Reduzieren der Differenz zwischen Umdrehungen, bei denen dynamische Aufladeeffekte bei hoher Motorgeschwindigkeit erhalten werden, und durch immerwährendes Öffnen, und nicht Öffnen und Schließen, der ersten und zweiten Route.A typical variable induction system is designed to increase volumetric efficiency over a relatively wide range of speeds, ranging from a low speed range to a high speed range, by relatively increasing the difference between revolutions at which the dynamic boost effects are obtained every two pass and by opening and Closing one of the passages with a variable valve. However, the induction system according to the present configuration intends to increase the volumetric efficiency over a wide range of speeds at high engine speed by relatively reducing the difference between revolutions at which dynamic supercharging effects are obtained at high engine speed and by continuously opening, rather than opening and closing, the first and second route.
Außerdem sind der erste und zweite stromaufwärtige Durchgang an die gleiche Seitenfläche des Ausgangstanks angeschlossen. Dies ermöglicht eine relative Abnahme der Differenz in der Länge zwischen der ersten und zweiten Route. Diese Konfiguration ist von Vorteil bei der Reduktion der Differenz zwischen der ersten und zweiten Umdrehung, die die dynamischen Aufladeeffekte erzielen können.In addition, the first and second upstream passages are on the same side surface of the output tank connected. This enables a relative decrease in the difference in length between the first and second routes. This configuration is advantageous in reducing the difference between the first and second revolutions that the dynamic charging effects can achieve.
Ferner sind die Öffnungsenden des ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgangs an eine Seite der Volumenkammer angeschlossen. Dies ist von Vorteil beim Einströmen der Ansaugluftströme, die von der Volumenkammer in der gleichen Richtung in den ersten stromaufwärtigen Durchgang und den zweite stromaufwärtigen Durchgang eingeströmt sind. Dies ermöglicht ein problemloses Zusammentreffen der durch die Durchgänge strömenden Ansaugluftströme.Further, the opening ends of the first and second upstream passages are connected to one side of the volume chamber. This is advantageous when the intake air flows, which have flowed from the volume chamber in the same direction into the first upstream passage and the second upstream passage. This enables the intake air flows flowing through the passages to meet without any problems.
Weiterhin können eine Differenz D und ein Durchmesser R eine Beziehung von 1 < D / R ≤ 2 erfüllen, wenn der Durchmesser ein Durchmesser eines echten Kreises ist, der einer Querschnittfläche des stromabwärtigen Durchgangs entspricht, und die Differenz D ist eine Differenz in der Länge zwischen der ersten und zweiten Route.Further, a difference D and a diameter R can satisfy a relationship of 1 <D / R 2 when the diameter is a diameter of a true circle corresponding to a cross-sectional area of the downstream passage, and the difference D is a difference in length between the first and second route.
Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben daraus festgestellt, dass wenn die Differenz D in der Länge zwischen der ersten Route und der zweiten Route und der Durchmesser R des stromabwärtigen Durchgangs die Beziehung (1 < D / R ≤ 2) erfüllen, die Differenz zwischen der ersten Umdrehung und der zweiten Umdrehung relativ klein wird, und, wie zuvor gesehen, das Drehmoment in einem Geschwindigkeitsbereich oberhalb der Motorumdrehung für maximales Drehmoment zunimmt. Dieser Ausdruck der Beziehung bedeutet, dass die erste und die zweite Umdrehung, wo der dynamische Aufladeeffekt erhalten wird, sich gegenseitig relativ nahe sind (d. h. eine Obergrenze) und dass der erste und der zweite stromaufwärtige Durchgang ohne gegenseitige Interferenz angeordnet werden können (d. h. eine Untergrenze).The inventors of the present application have found that when the difference D in length between the first route and the second route and the diameter R of the downstream passage satisfy the relationship (1 <D / R 2), the difference between the first Revolution and the second revolution is relatively small, and, as seen above, the torque increases in a speed range above the motor revolution for maximum torque. This expression of the relationship means that the first and second revolutions, where the dynamic charging effect is obtained, are relatively close to each other (i.e., an upper limit) and that the first and second upstream passages can be arranged without mutual interference (i.e., a lower limit ).
Ferner kann der Durchmesser R ein Durchmesser eines echten Kreises sein, der einer kleinsten Querschnittsfläche für jeden der einzelnen Angusskanäle, der den stromabwärtigen Durchgang definiert, entspricht.Further, the diameter R may be a diameter of a true circle corresponding to a smallest cross-sectional area for each of the individual runners defining the downstream passage.
Wenn der auf diese Weise gewählte Durchmesser die Beziehung erfüllt, kann das zu erhaltende Ansaugsystem geeignet sein, um die obigen Effekte zu erzielen.If the diameter selected in this way satisfies the relationship, the suction system to be obtained may be suitable to achieve the above effects.
Außerdem ist jeder der ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgänge konfiguriert, um sich von der Seitenfläche des Ausgleichstanks aus weiter vom Motor in einer motorfernen Richtung zu entfernen und um dann an den stromabwärtigen Durchgang anzuschließen.In addition, each of the first and second upstream passages is configured to farther away from the engine in a distal direction from the side surface of the surge tank and then to connect to the downstream passage.
Diese Konfiguration ist weiterhin von Vorteil beim Strömen in der gleichen Richtung der Ansaugluftströme, die in den ersten stromaufwärtigen Durchgang und den zweiten stromaufwärtigen Durchgang von dem Ausgleichstank eingeströmt sind. Folglich ermöglicht die Konfiguration ein problemloses Zusammentreffen der Ansaugluftströme, die die jeweiligen Durchgänge passiert haben.This configuration is also advantageous in flowing in the same direction of the intake air flows that have flowed into the first upstream passage and the second upstream passage from the surge tank. As a result, the configuration enables the intake air flows that have passed through the respective passages to easily meet.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen die Zeichnungen folgendes:
- 1 ist eine Draufsicht, die allgemein erläutert, wie ein mit einem Ansaugsystem gemäß einer Ausführungsform ausgestatteter Motor in einem Fahrzeug befestigt ist.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht von links hinten des Fahrzeugs, und erläutert einen Ansaugkrümmer, der in dem Ansaugsystem mitumfasst ist.
- 3 ist eine allgemeine Ansicht, die einen vertikalen Schnitt des am Motor befestigten Ansaugkrümmers erläutert.
- 4 ist eine Draufsicht und erläutert allgemein einen Abgaskrümmer des Motors.
- 5 ist ein Graph und erläutert einen Vergleich zwischen dem Motordrehmoment, das erzeugt wird, wenn der Ansaugkrümmer gemäß der Ausführungsform verwendet wird, und einem anderen Motordrehmoment, das erzeugt wird, wenn ein Ansaugkrümmer gemäß einer typischen Konfiguration verwendet wird.
The present invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments and drawings. The drawings show the following: - 1 Fig. 13 is a plan view generally explaining how an engine equipped with an intake system according to an embodiment is mounted in a vehicle.
- 2 Fig. 13 is a left rear perspective view of the vehicle illustrating an intake manifold included in the intake system.
- 3 Fig. 13 is a general view explaining a vertical section of the intake manifold attached to the engine.
- 4th Fig. 13 is a plan view generally illustrating an exhaust manifold of the engine.
- 5 Fig. 13 is a graph explaining a comparison between engine torque generated when the intake manifold according to the embodiment is used and another engine torque generated when an intake manifold according to a typical configuration is used.
Eine Ausführungsform eines Ansaugsystems eines Motors wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die folgende bevorzugte Ausführungsform ist im Wesentlichen nur ein Beispiel.An embodiment of an intake system of an engine will be described with reference to the drawings. The following preferred embodiment is essentially just an example.
Ein Motor 10 gemäß dieser Ausführungsform ist ein Fremdzündungsmotor. Angebracht an den Seiten des Motors 10 sind ein in ein Ansaugsystem 2 eingeschlossener Ansaugkrümmer 20 und ein Abgaskrümmer 40.One engine 10 according to this embodiment is a spark ignition engine. Attached to the sides of the engine 10 are one in an intake system 2 included intake manifold 20th and an exhaust manifold 40.
1 erläutert, wie der Motor 10 mit dem daran angebrachten Ansaugkrümmer 20 an einem Fahrzeug V befestigt ist. In dieser Ausführungsform ist der Motor 10 längs in dem Motorkompartiment im vorderen Teil des Fahrzeugs V befestigt, d. h. zwischen dem rechten und dem linken vorderen Seitengestell 7, die sich in der Richtung von vorne nach hinten des Fahrzeugs erstrecken. In dem Motorkompartiment ist der Motor 10 vor einem Tunnelabschnitt, d. h. einem Abschnitt unterhalb einer Senke 3a, die unterhalb des Mittelteils vorgesehen ist, einer Trennwand 3 in der Fahrzeugbreiterichtung angeordnet. Zu beachten ist, dass das Fahrzeug V eine Frontmotor-Hinterradantrieb (FR)-Anordnung aufweist. 1 explains how the engine 10 with the intake manifold attached 20th is attached to a vehicle V. In this embodiment the engine is 10 mounted longitudinally in the engine compartment in the front part of the vehicle V, that is, between the right and left front side frames 7 extending in the front-rear direction of the vehicle. The engine is in the engine compartment 10 in front of a tunnel section, ie a section below a depression 3a, which is below the Provided in the middle part, a partition wall 3 is arranged in the vehicle width direction. Note that the vehicle V has a front engine rear wheel drive (FR) arrangement.
In dieser Ausführungsform ist der Motor 10 ein Vierzylindermotor. Vier Zylinder 11 sind in Serie in Richtung des Fahrzeugs von vorne nach hinten angeordnet. Genauer gesagt, wie in 1 erläutert, weist der Motor 10 in der Reihenfolge von vorne aus (d. h. zur Linken des Betrachters in 1) einen ersten Zylinder 11, einen zweiten Zylinder 11, einen dritten Zylinder 11, und einen vierten Zylinder 11 auf. Hierin im Folgenden, es sei denn die Umstände sind außergewöhnlich, ist die Konfiguration des dritten Zylinders 11, der in einer Querschnittansicht in 3 erläutert ist, der vier Zylinder 11 speziell beschrieben, und dieser dritte Zylinder 11 wird einfach als „Zylinder 11“ bezeichnet. Die anderen Zylinder weisen die gleiche Konfiguration wie der dritte Zylinder 11 auf. Der Ansaugkrümmer 20, der aus Harz hergestellt ist, ist an der linken Seitenfläche des Motors 10 bezüglich des Fahrzeugs befestigt. Der im Folgenden beschriebene Abgaskrümmer 40 (in 1 weggelassen) ist indes an der rechten Seitenfläche des Motors bezüglich des Fahrzeugs befestigt.In this embodiment the engine is 10 a four cylinder engine. Four cylinders 11 are arranged in series in the direction of the vehicle from the front to the rear. More precisely, as in 1 explained, the engine 10 in order from the front (i.e. to the left of the viewer in 1 ) a first cylinder 11 , a second cylinder 11 , a third cylinder 11 , and a fourth cylinder 11 on. Hereinafter, unless the circumstances are exceptional, is the configuration of the third cylinder 11 , which is shown in a cross-sectional view in 3 is explained, the four cylinders 11 specifically described, and this third cylinder 11 is simply called "cylinder 11 " designated. The other cylinders have the same configuration as the third cylinder 11 on. The intake manifold 20th made of resin is on the left side surface of the engine 10 attached with respect to the vehicle. The exhaust manifold 40 (in 1 omitted) is attached to the right side surface of the engine with respect to the vehicle.
Speziell besitzt der Motor 10 eine Zylinderblock (nicht gezeigt), der mit den vier Zylindern 11 vorgesehen ist, und einen auf diesem Zylinderblock angeordneten Zylinderkopf 17 (siehe 3). Jeder der Zylinder 11 in Motor 10 besitzt einen Kolben (nicht gezeigt), der darin umgekehrt eingeführt ist. Dieser Kolben ist mit der Kurbelwelle über eine Pleuelstange verbunden.Specially owns the engine 10 a cylinder block (not shown) that connects to the four cylinders 11 is provided, and a cylinder head 17 arranged on this cylinder block (see 3 ). Each of the cylinders 11 in engine 10 has a piston (not shown) inserted therein upside down. This piston is connected to the crankshaft via a connecting rod.
Für jeden der Zylinder 11 besitzt der Zylinderkopf 17 (i) zwei Ansaugöffnungen 12 und zwei Absaugöffnungen 13, und (ii) Ansaugventile 14 und Abgasrückführungsventile (nicht gezeigt), die an den jeweiligen Ansaugöffnungen 12 und Absaugöffnungen 13 angeordnet sind. Die Ansaugventile 14 und die Abgasrückfiihrungsventile öffnen und schließen die Öffnungen dieser Ansaugöffnungen 12 und Absaugöffnungen 13 zum Zylinder 11. Die Ansaugventile 14 werden durch ein Ansaugventil-Antriebsmechanismus angetrieben, und die Abgasrückfiihrungsventile werden durch einen Abgasrückführungsventil-Antriebsmechanismus angetrieben.For each of the cylinders 11 the cylinder head 17 has (i) two suction ports 12 and two suction ports 13, and (ii) suction valves 14 and exhaust gas recirculation valves (not shown) disposed on the suction ports 12 and suction ports 13, respectively. The intake valves 14 and the exhaust gas recirculation valves open and close the openings of these intake openings 12 and suction openings 13 to the cylinder 11 . The intake valves 14 are driven by an intake valve drive mechanism, and the exhaust gas recirculation valves are driven by an exhaust gas recirculation valve drive mechanism.
Wenn der Motor 10 in Betrieb ist, werden für jeden Zylinder 11 jeweils ein Ansaugtakt, ein Verdichtungstakt, ein Arbeitstakt und ein Absaugtakt zu verschiedenen Zeitpunkten ausgeübt. In dieser Ausführungsform werden die Takte in der Reihenfolge des ersten Zylinders 11, des dritten Zylinders 11, der vierten Zylinders 11 und des zweite Zylinders 11 ausgeführt.When the engine 10 will be in operation for each cylinder 11 one intake stroke, one compression stroke, one work stroke and one suction stroke are performed at different times. In this embodiment, the strokes are in the order of the first cylinder 11 , of the third cylinder 11 , the fourth cylinder 11 and the second cylinder 11 executed.
Der Ansaugkrümmer 20 des Motors 10 mit der obigen Konfiguration weist einen Ausgleichstank 22 auf. Ein Ansaugluft-Einleitungsgang 36 erstreckt sich von einem oberen Teil des Ausgleichstanks 22 in Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs. Vorgesehen an einem spitzen Abschnitt (d. h. an einem Endabschnitt vorne am Fahrzeug) des Ansaugluft-Einführungsgangs 36 ist ein Drosselkörper 60 mit einem Drosselventil. Dieser Drosselkörper 60 ist mit einer Leitung 66 verbunden, die mit der Ansaugung verbunden ist und sich von einem vorderen Endabschnitt des Fahrzeugs V in Richtung seiner Hinterseite erstreckt. Ein Luftreiniger 65 ist an einem Punkt der Leitung 66 vorgesehen. Somit hat die Ansaugluft, die in die Leitung 66 eingesaugt wird, den durch den Drosselkörper 60 definierten Durchgang, und den Ansaugluft-Einleitungsgang 36 zu passieren, um in den Ausgleichstank 22 eingeleitet zu werden.The intake manifold 20th of the motor 10 with the above configuration has a surge tank 22nd on. An intake air introduction passage 36 extends from an upper part of the surge tank 22nd towards the front of the vehicle. A throttle body 60 having a throttle valve is provided at a tip portion (ie, an end portion at the front of the vehicle) of the intake air introduction passage 36. This throttle body 60 is connected to a pipe 66 connected to the intake and extending from a front end portion of the vehicle V toward the rear thereof. An air cleaner 65 is provided at one point on the line 66. Thus, the intake air drawn into the conduit 66 has the passage defined by the throttle body 60 and the intake air introduction passage 36 to pass into the surge tank 22nd to be initiated.
2 erläutert ein Aussehen des Ansaugkrümmers 20 und 3 erläutert eine Querschnittansicht entlang der Linie A-A (siehe Pfeil A in 2) des Ansaugkrümmers 20, der an dem Motor 10 befestigt ist. Speziell ist 3 eine Querschnittansicht, die den dritten Zylinder 11 längs schneidet. Zu beachten ist, dass für den Ansaugkrümmer 20, der nachstehend beschrieben ist, die Begriffe vorne, hinten, rechts, links, oben und unten diejenigen sind, die verwendet werden, wenn der Ansaugkrümmer 20 an dem Fahrzeug V befestigt ist. Die Begriffe sind die gleichen wie diejenigen für das Fahrzeug V. 2 explains an appearance of the intake manifold 20th and 3 explains a cross-sectional view along the line AA (see arrow A in 2 ) of the intake manifold 20th that on the engine 10 is attached. Is special 3 a cross-sectional view showing the third cylinder 11 cuts lengthways. Note that for the intake manifold 20th , which is described below, the terms front, rear, right, left, top, and bottom are those that are used when referring to the intake manifold 20th is attached to the vehicle V. The terms are the same as those for vehicle V.
Hier sind „stromaufwärts“ und „stromabwärts“ auf der Grundlage der Richtung eines Luftstroms definiert, wenn der Motor 10 in Betrieb ist.Here, “upstream” and “downstream” are defined based on the direction of an air flow when the engine is running 10 is in operation.
Der Ansaugkrümmer 20 weist den Ausgleichstank 22 auf, der eine Volumenkammer 21 definiert. Wie in 3 erläutert, ist diese Volumenkammer 21 durch eine Innenwand des Ausgleichstanks 22 als ein Raum aufgeteilt, der sich in der Richtung von vorne nach hinten erstreckt, und in etwa zu einem Rechteck geformt ist.The intake manifold 20th indicates the equalization tank 22nd on, of a volume chamber 21 Are defined. As in 3 explained, this volume chamber 21 through an inner wall of the equalizing tank 22nd divided as a space extending in the front-rear direction and shaped roughly into a rectangle.
Mit dem Ansaugkrümmer 20 gemäß dieser Ausführungsform, der an dem Motor 10 befestigt ist, durchläuft die in die Volumenkammer 21 eingeleitete Ansaugluft vier einzelne Ansaugdurchgänge 23 und die Ansaugöffnungen 12 und strömt dann in die Zylinder 11 ein. Hier stellt jeder der vier einzelnen Ansaugdurchgänge 23 getrennt die Kommunikation zwischen der Innenseite eines zugehörigen Zylinders der vier Zylinder 11 und dieser Volumenkammer 21 bereit.With the intake manifold 20th according to this embodiment, on the engine 10 is attached, passes through into the volume chamber 21 introduced intake air four individual intake passages 23 and the suction ports 12 and then flows into the cylinders 11 a. Here each of the four individual suction passages represents 23 separated communication between the inside of an associated cylinder of the four cylinders 11 and this volume chamber 21 ready.
Der Ansaugkrümmer 20 ist daher mit vier einzelnen Angusskanälen 24 ausgestattet, einschließlich der jeweiligen einzelnen Ansaugdurchgänge 23, die jeweils für einen zugehörigen Zylinder der Zylinder 11 des Motors 10 vorgesehen sind.The intake manifold 20th is therefore with four individual runners 24 equipped, including the respective individual suction passages 23 each for an associated cylinder of the cylinder 11 of the motor 10 are provided.
Die vier einzelnen Angusskanäle 24 sind in der Richtung von vorne nach hinten angeordnet und jeweils einem der Zylinder 11 zugeordnet. Ein stromaufwärtiger Endabschnitt von jedem einzelnen Ansaugkrümmer 24 ist an die linke Seitenfläche des Ausgleichstanks 22 angeschlossen. Ferner ist an einem stromabwärtigen Endabschnitt eines jeden einzelnen Ansaugkrümmers 24 ein Öffnungsende 25d vorgesehen. Vorgesehen in der Nähe des Öffnungsendes 25d ist eine Befestigungseinrichtung 27, die mit dem Motor 10 verbindbar ist.The four individual runners 24 are arranged in the front-to-rear direction and each is one of the cylinders 11 assigned. An upstream end portion of each individual intake manifold 24 is on the left side surface of the equalization tank 22nd connected. Further, is at a downstream end portion of each individual intake manifold 24 an opening end 25d is provided. Provided near the opening end 25d is a fastener 27 which is associated with the motor 10 is connectable.
Wie nachstehend beschrieben, definiert jeder der vier einzelnen Ansaugkrümmer Folgendes: einen ersten stromaufwärtigen Durchgang 25a, der sich von der Volumenkammer 21 aus erstreckt; einen zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25b, der sich seitlich von dem ersten stromaufwärtigen Durchgang 25a von der Volumenkammer 21 aus erstreckt und sich mit dem ersten stromaufwärtigen Durchgang 25a vereinigt; und einen stromabwärtigen Durchgang 25c, der sich kontinuierlich von dem ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25a und 25b bis zum Öffnungsende 25d erstreckt. Mit anderen Worten verzweigt sich jeder der vier einzelnen Ansaugdurchgänge 23 stromabwärts in zwei Routen. Eine erste Route 23a einschließlich des ersten stromaufwärtigen Durchgangs 25a und des stromabwärtigen Durchgangs 25c; und eine zweite Route 23b einschließlich des zweiten stromaufwärtigen Durchgangs 25b und des stromabwärtigen Durchgangs 25c.As described below, each of the four individual intake manifolds defines: a first upstream passage 25a that differs from the volume chamber 21 from extends; a second upstream passage 25b that is to the side of the first upstream passage 25a from the volume chamber 21 extends out and with the first upstream passage 25a united; and a downstream passage 25c extending continuously from the first and second upstream passages 25a and 25b extends to the opening end 25d. In other words, each of the four individual suction passages branches 23 downstream in two routes. A first route 23a including the first upstream passage 25a and the downstream passage 25c ; and a second route 23b including the second upstream passage 25b and the downstream passage 25c .
Speziell sind die vier einzelnen Angusskanäle 24 in der Richtung von vorne nach hinten angeordnet und erstrecken sich in einer Krümmung von der linken Seitenfläche des Ausgleichstanks 22 in die Richtung nach oben rechts, um die Oberseite des Ausgleichstanks 22 zu überdecken. Aufgrund dieser Konfiguration, wie in 3 erläutert, weisen die einzelnen Angusskanäle 24 einen vertikalen Abschnitt in einer näherungsweisen C-Form auf und erstrecken sich von links über den Ausgleichstank 22, so dass sie den Ausgleichstank 22 bedecken. Dann weist jeder der einzelnen Ansaugkrümmer 24 zwei Rohre auf, nämlich ein erstes stromaufwärtiges Rohr 24a und ein zweites stromaufwärtige Rohr 24b. Das erste und das zweite stromabwärtige Rohr 24a und 24b erstrecken sich in einer Krümmung an und in der Nähe des stromabwärtigen Endabschnitts von der linken Seitenfläche des Ausgleichstanks 22 aus in der Richtung nach links oben. In dieser Ausführungsform ist das erste stromabwärtige Rohr 24a oberhalb des zweiten stromabwärtigen Rohrs 24b angeordnet. Beide Rohre 24a und 24b sind zu einem näherungsweise gekrümmten Rohr geformt, das vertikal angeordnet und mit dem Ausgleichstank 22 verbunden ist. Das Rohr 24a definiert den ersten stromaufwärtigen Durchgang 25a und das Rohr 24b definiert den zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25b.The four individual sprues are special 24 arranged in the front-rear direction and extending in a curve from the left side surface of the surge tank 22nd in the upper right direction to the top of the equalization tank 22nd to cover. Because of this configuration, as in 3 explained, show the individual sprues 24 have a vertical section in an approximate C-shape and extend from the left over the surge tank 22nd so they have the equalization tank 22nd cover. Then each assigns the individual intake manifold 24 two tubes, namely a first upstream tube 24a and a second upstream tube 24b. The first and second downstream pipes 24a and 24b extend in a curve at and near the downstream end portion from the left side surface of the surge tank 22nd out in the direction up to the left. In this embodiment, the first downstream pipe 24a is disposed above the second downstream pipe 24b. Both tubes 24a and 24b are shaped into an approximately curved tube that is arranged vertically and with the equalizing tank 22nd connected is. The tube 24a defines the first upstream passage 25a and the pipe 24b defines the second upstream passage 25b .
Zu beachten ist, dass ein Verbindungsteil zwischen der linken Seitenfläche des Ausgleichstanks 22 und den ersten und zweiten stromaufwärtigen Rohren 24a und 24b mit einer ersten Öffnung 22a und einer zweiten Öffnung 22b für jeden der einzelnen Angusskanäle 24 vorgesehen ist. Diese erste Öffnung 22a und zweite Öffnung 22b sind in der vertikalen Richtung des Motors angeordnet (d. h. in der Richtung einer Zylinderachse des Motors). Der erste stromaufwärtige Durchgang 25a bzw. der zweite stromaufwärtige Durchgang 25b weisen die erste Öffnung 22a bzw. die zweite Öffnung 22b als die stromaufwärtigen Enden auf und sind verbunden und kommunizieren mit der Volumenkammer 21.Note that there is a connecting part between the left side surface of the equalizing tank 22nd and the first and second upstream tubes 24a and 24b having a first opening 22a and a second opening 22b for each of the individual runners 24 is provided. This first opening 22a and second opening 22b are arranged in the vertical direction of the engine (ie, in the direction of a cylinder axis of the engine). The first upstream passage 25a and the second upstream passage, respectively 25b indicate the first opening 22a or the second opening 22b than the upstream ends and are connected and communicate with the volume chamber 21 .
Wie vorstehend beschrieben, ist der Ansaugkrümmer 20 an einer linken Seitenfläche des Motors 10 bezüglich des Fahrzeugs angebracht. Daher sind in dem Ansaugkrümmer 20, der an den Motor 10 angeschlossen ist, sowohl die erste als auch die zweite Öffnung 22a und 22b, die sich auf der linken Seite des Ausgleichstanks 22b öffnen, auf der motorferneren Seitenfläche des Ausgleichstanks 22b bereitzustellen, d. h. auf einer Fläche, die beabstandet von dem Motor 10 angeordnet ist.As described above, the intake manifold is 20th on a left side surface of the engine 10 attached to the vehicle. Hence are in the intake manifold 20th attached to the engine 10 connected, both the first and the second port 22a and 22b that are on the left side of the equalization tank 22b open on the side surface of the expansion tank remote from the engine 22b provided, ie on a surface that is spaced from the engine 10 is arranged.
Somit haben sich sowohl das erste als auch das zweite stromaufwärtige Rohr 24a und 24b, die an die gleiche Seitenfläche angeschlossen sind, in eine Richtung weg von Motor 10 und in die Nähe der stromaufwärtigen Endabschnitte auszudehnen. Daher erstrecken sich der erste und zweite stromaufwärtige Durchgang 25a und 25b in eine Richtung weg von Motor 10 und schließen dann an den stromabwärtigen Durchgang 25c an.Thus, both the first and second upstream pipes 24a and 24b connected to the same side face face each other in a direction away from the engine 10 and expand near the upstream end portions. Therefore, the first and second upstream passages extend 25a and 25b in one direction away from the engine 10 and then close to the downstream passage 25c at.
Wie in 3 erläutert, erstrecken sich sowohl das erste als auch zweite stromabwärtige Rohr 24a und 24b in einer Krümmung von der linken Seitenfläche des Ausgleichstanks 22 in Richtung nach links oben und treffen sich dann ungefähr links von Ausgleichstank 22. Ein Teil zwischen einem Zusammentreffabschnitt des ersten und zweiten stromaufwärtigen Rohres 24a und 24b und des stromabwärtigen Endabschnittes am einzelnen Angusskanal 24 ist so konfiguriert, dass er für jeden Zylinder 11 das stromabwärtige Rohr 24c ist. Dieses stromabwärtige Rohr 24c, das den stromabwärtigen Durchgang 25c definiert, ist zu einem einzigen gekrümmten Rohr geformt, das sich in einem näherungsweise kreisförmigen Bogen erstreckt, so dass es in einer Krümmung über den Ausgleichstank 22 hinweg in Richtung seiner Rechten verläuft. Dieses stromabwärtige Rohr 24c ist mit den Ansaugöffnungen 12 des Motors 10 über die Befestigungseinrichtung 27 verbunden.As in 3 explained, both the first and second downstream pipes 24a and 24b extend in a curve from the left side surface of the surge tank 22nd towards the top left and then meet approximately to the left of the equalization tank 22nd . A part between a meeting portion of the first and second upstream tubes 24a and 24b and the downstream end portion on the single runner 24 is configured to work for each cylinder 11 is the downstream pipe 24c. This downstream pipe 24c, which is the downstream passage 25c defined, is shaped into a single curved tube that extends in an approximately circular arc so that it is in a curve over the surge tank 22nd runs away in the direction of his right. This downstream pipe 24c is connected to the intake ports 12 of the engine 10 connected via the fastening device 27.
Wie in 3 erläutert, ist die zweite Öffnung 22b unter der ersten Öffnung 22a vorgesehen. Daher muss sich der zweite stromaufwärtige Durchgang 25b, der sich von der zweiten Öffnung 22b aus erstreckt, unterhalb des ersten stromaufwärtigen Durchgangs 25a erstrecken, der sich von der ersten Öffnung 22a aus erstreckt. Als Ergebnis ist die Länge L12 des zweiten stromaufwärtigen Durchgangs 25b (d. h. die Länge L12 zwischen der zweiten Öffnung 22b und dem Zusammentreffabschnitt des ersten stromaufwärtigen Durchgangs 25a) um die Länge länger als eine Länge L11 des ersten stromaufwärtigen Durchgangs 25a (d. h. die Länge L11 zwischen der ersten Öffnung 22a und dem Zusammentreffabschnitt bis zum zweiten stromabwärtigen Durchgang 25b), die sich weiter oben als der erste stromaufwärtige Durchgang 25a erstreckt (d. h. L12>L11).As in 3 explained is the second opening 22b under the first opening 22a intended. Therefore, the second upstream passage must be 25b that stands out from the second opening 22b extends from below the first upstream passage 25a extend from the first opening 22a from extends. As a result, the length of the second upstream passage is L12 25b (ie the length L12 between the second opening 22b and the meeting portion of the first upstream passage 25a ) longer than a length L11 of the first upstream passage by the length 25a (ie the length L11 between the first opening 22a and the meeting portion up to the second downstream passage 25b ) which is higher up than the first upstream passage 25a extends (i.e. L12> L11).
Weiterhin ist die Befestigungseinrichtung 27 am und nahe am stromabwärtigen Endabschnitt eines jeden stromabwärtigen Rohres 24c angeordnet. Die Befestigungseinrichtung 27, die sich in der Richtung von vorne nach hinten erstreckt, wird zum Befestigen des Ansaugkrümmers 20 am Zylinderkopf 17 des Motors 10 verwendet. Diese Befestigungseinrichtung 27 ist oberhalb und beabstandet vom Ausgleichstank 22 angeordnet. Ein Endabschnitt der Befestigungseinrichtung 27 in der Nähe des Motors (d. h. rechts) ist mit einem Bolzen 28 auf der linken Seitenfläche des Zylinderkopfes 17 des Motors 10 befestigt.Furthermore, the fastening device 27 is arranged at and near the downstream end portion of each downstream pipe 24c. The fastener 27, which extends in the front-rear direction, is used to fasten the intake manifold 20th on the cylinder head 17 of the engine 10 used. This fastening device 27 is above and at a distance from the equalizing tank 22nd arranged. An end portion of the fastener 27 near the engine (ie, right) is with a bolt 28 on the left side surface of the cylinder head 17 of the engine 10 attached.
Wie weiterhin in den 2 und 3 erläutert, sind die unteren Abschnitte des stromabwärtigen Rohres 24c und der Befestigungseinrichtung 27 und ein oberer Abschnitt des Ausgleichstanks 22 über eine Brücke 29, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, integral miteinander verbunden.As continued in the 2 and 3 explained, are the lower portions of the downstream pipe 24c and the fastener 27 and an upper portion of the surge tank 22nd integrally connected to each other via a bridge 29 extending in the vertical direction.
Wenn die Befestigungseinrichtung 27 auf der linken Seitenfläche des Zylinderkopfes 17 des Motors 10 befestigt ist, sind der stromabwärtige Durchgang 25c für jeden einzelnen Angusskanäle 24 und die Ansaugöffnungen 12, die für den Zylinderkopf 17 für jeden Zylinder 11 vorgesehen sind, verbunden und kommunizieren miteinander. Wie vorstehend beschrieben, sind zwei Ansaugöffnungen 12 für jeden Zylinder 11 vorgesehen. Ein Kreis mit einer Punkt-Punk-Strich-Linie von 3 zeigt, dass für jeden stromabwärtigen Durchgang 25c das Öffnungsende 25d, das mit den Ansaugöffnungen 12 zu verbinden ist, in zwei Hälften getrennt ist, um auf die zwei Ansaugöffnungen 12 zu passen.When the fastening device 27 is on the left side surface of the cylinder head 17 of the engine 10 attached are the downstream passage 25c for each individual sprue 24 and the suction ports 12 for the cylinder head 17 for each cylinder 11 are provided, connected and communicate with each other. As described above, there are two suction ports 12 for each cylinder 11 intended. A circle with a dot-punk-dash line from 3 shows that for each downstream passage 25c the opening end 25d to be connected to the suction ports 12 is cut in half to fit the two suction ports 12.
Der erste stromabwärtige Durchgang 25a, der zweite stromabwärtige Durchgang 25b und der stromabwärtige Durchgang 25c, der durch jeden einzelnen Angusskanäle 24 definiert ist, und die Ansaugöffnungen 12 des Motors 10 konfigurieren einen einzelnen Ansaugdurchgang 23. Jeder der vier einzelnen Ansaugdurchgänge 23 sieht getrennt eine Kommunikation vor zwischen der Innenseite eines zugehörigen Zylinders von vier Zylindern 11 und der Volumenkammer 21.The first downstream pass 25a , the second downstream passage 25b and the downstream passage 25c passing through each individual sprue 24 is defined, and the intake ports 12 of the engine 10 configure a single suction pass 23 . Each of the four individual suction passages 23 separately provides communication between the inside of an associated cylinder of four cylinders 11 and the volume chamber 21 .
Jeder der einzelnen Ansaugdurchgänge 23 weist Folgendes auf: die erste Route 23a mit dem ersten stromaufwärtigen Durchgang 25a, dem stromabwärtigen Durchgang 25c und den Ansaugöffnungen 12; und die zweite Route 23b mit dem zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25b, dem stromabwärtigen Durchgang 25c und den Ansaugöffnungen 12.Each of the individual suction passages 23 includes: the first route 23a with the first upstream passage 25a , the downstream passage 25c and the suction openings 12; and the second route 23b with the second upstream passage 25b , the downstream passage 25c and the suction openings 12.
Wenn daher der Motor 10 mit angebrachtem Ansaugkrümmer 20 angetrieben wird, hat die Ansaugluft, die in die Volumenkammer 21 eingeströmt ist, nacheinander eine von der ersten Route 23a oder der zweiten Route 23b und jede Ansaugöffnung 12 als Reaktion auf das Öffnen und Schließen der Ansaugventile 14 von jedem Zylinder 11 zu passieren. Dann ist die Ansaugluft in jeden Zylinder 11 einzuleiten, wie durch die Punkt-Strich-Linie, die in 3 erläutert ist, gezeigt.Therefore, if the engine 10 with attached intake manifold 20th is driven, has the intake air entering the volume chamber 21 has flowed in, one after the other from the first route 23a or the second route 23b and each intake port 12 in response to the opening and closing of the intake valves 14 of each cylinder 11 to happen. Then the intake air is in each cylinder 11 as indicated by the dot-dash line in 3 is shown.
Ferner ist im Gegensatz zu einem typischen variablen Ansaugsystem der Ansaugkrümmer 20 nicht mit einem variablen Ventil ausgestattet. Sowohl die erste als auch zweite Route 23a und 23b sind immer offen, ohne Rücksicht auf einen Laufzustand des Motors 10.Also, unlike a typical variable intake system, is the intake manifold 20th not equipped with a variable valve. Both the first and second route 23a and 23b are always open, regardless of a running condition of the engine 10 .
Zu beachten ist, dass, wie vorstehend beschrieben, die ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgänge 25a und 25b in der Nähe der ersten und zweiten Öffnung 22a und 22b näherungsweise parallel zueinander verlaufen. Somit müssen die Ansaugluftströme, die von der Volumenkammer 21 aus gerade in den ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25a und 25b eingetreten sind, näherungsweise parallel zueinander verlaufen.Note that, as described above, the first and second upstream passages 25a and 25b near the first and second openings 22a and 22b run approximately parallel to each other. Thus, the intake air flows from the volume chamber 21 out straight into the first and second upstream passages 25a and 25b have occurred, run approximately parallel to each other.
Außerdem erstreckt sich, wie vorstehend beschrieben, der zweite stromaufwärtige Durchgang 25b nach oben, entfernter als der erste stromabwärtige Durchgang 25a. Somit erstreckt sich eine Länge L2 (d. h. L12+L10) der zweiten Route 23b, die den zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25b und den stromabwärtigen Durchgang 25c aufweist, weiter als eine Länge L1 (d. h. L11+L10) der ersten Route 23a, die den ersten stromaufwärtigen Durchgang 25a und den stromabwärtigen Durchgang 25c aufweist. Hierin im Folgenden ist die Differenz in der Länge zwischen der zweiten Route 23b und der ersten Route 23a mit D bezeichnet (d. h. L2 -L1 = L12 - L11 > 0). Zu beachten ist, dass sich in jedem einzelnen Ansaugdurchgang 23 die erste und die zweite Route 23a und 23b die Ansaugöffnungen teilen. Daher ist die Länge von jeder Ansaugöffnung 12 ausgeschlossen, wenn die Differenz in der Länge zwischen den Routen berechnet wird.In addition, as described above, the second upstream passage extends 25b upwards, further away than the first downstream passage 25a . Thus, a length L2 (ie L12 + L10) of the second route extends 23b showing the second upstream passage 25b and the downstream passage 25c further than a length L1 (ie L11 + L10) of the first route 23a making the first upstream passage 25a and the downstream passage 25c having. Hereinafter is the difference in length between the second route 23b and the first route 23a denoted by D (i.e. L2 -L1 = L12 - L11> 0). It should be noted that in each individual suction passage 23 the first and second routes 23a and 23b divide the suction openings. Therefore, the length of each suction port 12 is excluded when calculating the difference in length between the routes.
Ferner weisen der erste stromaufwärtige Durchgang 25a und der zweite stromaufwärtige Durchgang 25b in der Nähe eines Abschnitts, der mit der Volumenkammer 21 kommuniziert, ungefähr die gleiche Querschnittfläche auf. Der stromabwärtige Durchgang 25c weist indes im Allgemeinen ungefähr die gleiche Querschnittfläche auf wie diejenige des ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgangs 25a und 25b. Allerdings ist der stromabwärtige Durchgang 25c so konfiguriert, dass er in der Nähe der Befestigungseinrichtung 27 eine kleinere Querschnittfläche als diejenigen des ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgangs 25a und 25b aufweist. Die Querschnittfläche des stromabwärtigen Durchgangs 25c - d.h. die Querschnittfläche S eines Bereichs, der von der Innenwand des stromabwärtigen Rohres 24c umgeben ist - ist am Öffnungsende 25d die kleinste. Hierin im Folgenden ist S die Querschnittfläche des stromabwärtigen Durchgangs 25c am Öffnungsende 25d. Wie vorstehend beschrieben, ist das Öffnungsende 25d zweigeteilt. Daher ist die Querschnittfläche S hier die Summe der Querschnittflächen der zwei Öffnungsenden 25d, in die sie aufgeteilt wurde. Hierin im Folgenden wird der Durchmesser R der Querschnittfläche als ein Betrag verwendet, um die Größe der Querschnittfläche von jedem einzelnen Ansaugdurchgang 23 zu charakterisieren. In dieser Ausführungsform entspricht der Durchmesser einem echten Kreis, der der Querschnittfläche S entspricht - d. h. der Durchmesser eines echten Kreises, dessen Fläche die gleiche ist wie die Summe der Querschnittflächen der Öffnungsenden 25d - ist als der Durchmesser definiert R. Speziell wird der Durchmesser R des Öffnungsendes 25d des stromabwärtigen Durchgangs 25c durch folgenden Ausdruck erhalten: S = π · (R / 2) · (R / 2), wobei π das Umfangsverhältnis ist.Also have the first upstream passage 25a and the second upstream passage 25b near a section that joins the volume chamber 21 communicated, roughly the same cross-sectional area. The downstream passage 25c however, has generally approximately the same cross-sectional area as those of the first and second upstream passages 25a and 25b . However, the downstream passage is 25c configured to have a smaller cross-sectional area in the vicinity of the fastener 27 than those of the first and second upstream passages 25a and 25b having. The cross-sectional area of the downstream passage 25c - that is, the cross-sectional area S of an area surrounded by the inner wall of the downstream pipe 24c - is the smallest at the opening end 25d. Hereinafter, S is the cross-sectional area of the downstream passage 25c at the opening end 25d. As described above, the opening end 25d is divided into two. Therefore, the cross-sectional area S here is the sum of the cross-sectional areas of the two opening ends 25d into which it has been divided. Hereinafter, the diameter R of the cross-sectional area is used as an amount to determine the size of the cross-sectional area of each individual suction passage 23 to characterize. In this embodiment, the diameter corresponds to a real circle corresponding to the cross-sectional area S - that is, the diameter of a real circle whose area is the same as the sum of the cross-sectional areas of the opening ends 25d - is defined as the diameter R. Specifically, the diameter R des Opening end 25d of the downstream passage 25c is obtained by the following expression: S = π * (R / 2) * (R / 2), where π is the circumferential ratio.
Die erste Route 23a und die zweite Route 23b gemäß dieser Ausführungsform sind in der Länge unterschiedlich. Aufgrund dieses Unterschieds ist jede der Routen konfiguriert, um einen dynamischen Aufladeeffekt zu erreichen (d. h. hauptsächlich einen inertialen Aufladeeffekt, allerdings einschließlich eines Resonanzaufladeeffekts, bei einer unterschiedlichen Motorumdrehung). Untersucht wird hier ein dynamischer Aufladeeffekt, der aus der ersten Route 23a erhalten wird. Eine Druckwelle, die zusammen mit dem Öffnungsvorgang der Ansaugventile 14 erzeugt wird, pflanzt sich durch die erste Route 23a fort und läuft dann zwischen den unmittelbar stromaufwärtigen Abschnitten der Ansaugventile 14 für die Ansaugöffnungen 12 und der Volumenkammer 21 hin und her. Der Motor 10 und sein Ansaugkrümmer 20 gemäß dieser Ausführungsform zwingen die Ansaugluft zum Einströmen in einen Zylinder 11, in dem die Druckwelle, die erzeugt wird, wenn sich die Ansaugventile 14 öffnen, dazu gebracht wird, einmal hin und her zu laufen, um zu dem unmittelbar stromaufwärtigen Abschnitt der Ansaugventile 14 zurückzukehren (d. h. durch eine erste Pulsierung, bevor die Ansaugventile 14 geschlossen werden). Dies ermöglicht Zunahme im volumetrischen Wirkungsgrad, und als Ergebnis nimmt das Drehmoment des Motors 10 zu. Ein solcher dynamischer Aufladeeffekt ist zu erhalten, wenn der Motor 10 bei einer vorbestimmten Umdrehung läuft, die auf der Grundlage einer Form des Ansaugkrümmers 20 bestimmt wird.The first route 23a and the second route 23b according to this embodiment are different in length. Because of this difference, each of the routes is configured to achieve a dynamic charging effect (ie mainly an inertial charging effect, but including a resonance charging effect, at a different engine revolution). A dynamic charging effect from the first route is examined here 23a is obtained. A pressure wave generated along with the opening operation of the intake valves 14 propagates through the first route 23a continues and then runs between the immediately upstream portions of the suction valves 14 for the suction ports 12 and the volume chamber 21 back and forth. The motor 10 and its intake manifold 20th according to this embodiment force the intake air to flow into a cylinder 11 by causing the pressure wave generated when the suction valves 14 open to reciprocate once to return to the immediately upstream portion of the suction valves 14 (i.e., by a first pulsation before the suction valves 14 close become). This allows increases in volumetric efficiency and, as a result, the torque of the engine decreases 10 to. Such a dynamic supercharging effect can be obtained when the engine 10 runs at a predetermined revolution based on a shape of the intake manifold 20th is determined.
Wenn der Motor bei einer vorbestimmten ersten Umdrehung V1 läuft, ist die erste Route 23a so konfiguriert, dass sie eine natürliche Frequenz der Luftsäule, die mit der ersten Umdrehung V1 synchronisiert ist, aufweist, derart, dass ein dynamischer Aufladeeffekt für den Zylinder 11 vorgesehen wird, der mit der ersten Route 23a verbunden ist und kommuniziert. Diese erste Umdrehung V1 wird auf der Grundlage beispielsweise der Form des Ausgleichstanks 22 und der ersten Route 23a bestimmt. In dieser Ausführungsform ist die erste Umdrehung V1 höher eingestellt als die Motorumdrehung Vt (d.h. Vt < V1) (hierin im Folgenden als Motorumdrehung für maximales Drehmoment bezeichnet), die es ermöglicht, dass der Motor 10 das maximale Drehmoment erzeugt.When the engine is at a predetermined first revolution V1 is the first route 23a configured so that it has a natural frequency of the column of air that occurs with the first revolution V1 is synchronized, has, such that a dynamic charging effect for the cylinder 11 that is provided with the first route 23a is connected and communicates. This first turn V1 is based on, for example, the shape of the equalizing tank 22nd and the first route 23a certainly. In this embodiment is the first revolution V1 set higher than the motor revolution Vt (ie Vt <V1) (hereinafter referred to as motor revolution for maximum torque) that enables the motor 10 generates the maximum torque.
Wenn der Motor 10 bei einer vorbestimmten zweiten Umdrehung V2 läuft, ist die zweite Route 23b ebenfalls so konfiguriert, um eine natürliche Frequenz der Luftsäule aufzuweisen, die mit der zweiten Umdrehung V2 synchronisiert ist, derart, dass der dynamische Aufladeeffekt für den Zylinder 11 vorgesehen wird, der mit der zweiten Route 23b verbunden ist und mit ihr kommuniziert. Diese zweite Umdrehung V2 wird auf der Grundlage beispielsweise der Form des Ausgleichstanks 22 und der zweiten Route 23b bestimmt. In dieser Ausführungsform ist die zweite Umdrehung V2 höher eingestellt als die Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment und niedriger als die erste Umdrehung V1 (d. h. Vt < V2 < V1). Eine Umdrehungsdifferenz Vd zwischen der ersten Umdrehung V1 und V2 wird auf der Grundlage der Differenz in der Form zwischen der ersten und zweiten Route 23a und 23b bestimmt. Die zweite Route 23b schließt den ersten stromaufwärtigen Durchgang 25a nicht ein, sondern den zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25b und ist länger als die erste Route 23a. Daher ist die Motorumdrehung, um den dynamischen Aufladeeffekt zu erreichen, für die zweite Route 23b niedrig.When the engine 10 at a predetermined second revolution V2 is the second route 23b also configured to have a natural frequency of the column of air that corresponds to the second revolution V2 is synchronized in such a way that the dynamic charging effect for the cylinder 11 is provided with the second route 23b is connected and communicates with her. This second turn V2 is based on, for example, the shape of the equalizing tank 22nd and the second route 23b certainly. In this embodiment is the second revolution V2 set higher than the motor revolution Vt for maximum torque and lower than the first revolution V1 (ie Vt <V2 <V1). A revolution difference Vd between the first revolution V1 and V2 is based on the difference in shape between the first and second routes 23a and 23b certainly. The second route 23b closes the first upstream passage 25a not one but the second upstream passage 25b and is longer than the first route 23a . Therefore, in order to achieve the dynamic supercharging effect, the engine revolution is for the second route 23b low.
Zu beachten ist, dass in dieser Ausführungsform die Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment ungefähr in der Mitte des für den Motor 10 eingestellten Motorumdrehungsbereichs liegt. Daher ist der Ansaugkrümmer 20 so konfiguriert, dass die Umdrehungsdifferenz Vd geringer oder gleich 15 % der Obergrenze der Motorumdrehung Ve (hierin im Folgenden als maximale Motorumdrehung bezeichnet) eingestellt ist, die für den Motor 10 eingestellt ist. Speziell ist der Ansaugkrümmer 20 konfiguriert, um die Beziehung „Vd / Ve = (V1 - V2) / Ve ≤ 0,15“ zu erfüllen (hierin im Folgenden als Beziehung F bezeichnet). Dies bedeutet, dass die Motorumdrehung V1, wo der dynamische Aufladeeffekt durch die erste Route 23a erhalten wird, und die Motorumdrehung V2, wo der dynamische Aufladeeffekt durch die zweite Route 23b erhalten wird, relativ eng beieinander liegen. Wie vorstehend beschrieben, sind die erste Öffnung 22a des ersten stromaufwärtigen Durchgangs 25a, der die erste Route 23a definiert, und die zweite Öffnung 22b des zweiten stromaufwärtigen Durchgangs 25b, der die zweite Route 23b definiert, auf der gleichen Seitenfläche des Ausgleichstanks 22 motorferner parallel zueinander in der Richtung der Zylinderachse angeordnet. Daher wird die Differenz D zwischen der Länge L1 der ersten Route 23a und der Länge L2 der zweiten Route 23b relativ klein. Durch die Abnahme in der Differenz D nähern sich die erste Umdrehung V1, wo der dynamische Aufladeeffekt durch die erste Route 23a erreicht wird, und die zweite Umdrehung V2, wo der dynamische Aufladeeffekt durch die zweite Route 23b erreicht wird, einander, und die resultierende Umdrehungsdifferenz Vd wird kleiner. Weiterhin kann der Ansaugkrümmer 20 derart konfiguriert sein, dass die Differenz D zwischen der ersten und zweiten Route 23a und 23b und dem Durchmesser R des Öffnungsendes 25d die Beziehung „1 < D / R ≤ 2“ (hierin im Folgenden als Ausdruck G bezeichnet) erfüllt. Speziell ist D/R größer, da die Differenz in der Länge zwischen den Routen größer ist; da allerdings D/R kleiner oder gleich 2 ist, wird die Differenz in der Länge zwischen den Routen, wie und auch die Umdrehungsdifferenz V2, relativ klein. Wie ersichtlich, ermöglicht eine relativ kleine Differenz zwischen der ersten Umdrehung V1 und der zweiten Umdrehung V2 eine Zunahme im volumetrischen Wirkungsgrad über einen relativ breiten Geschwindigkeitsbereich bei hoher Motorgeschwindigkeit oberhalb der Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment. Die Einzelheiten werden später beschrieben.It should be noted that in this embodiment the motor revolution Vt for maximum torque roughly in the middle of that for the motor 10 set motor speed range. Hence the intake manifold 20th configured so that the revolution difference Vd is less than or equal to 15% of the upper limit of the engine revolution Ve (hereinafter referred to as the maximum motor revolution) is set for the motor 10 is set. The intake manifold is special 20th configured to satisfy the relation “Vd / Ve = (V1 - V2) / Ve ≤ 0.15” (hereinafter referred to as relation F). This means that the engine revolution V1 where the dynamic charging effect through the first route 23a is obtained and the engine revolution V2 where the dynamic charging effect through the second route 23b is obtained are relatively close together. As described above, the first opening is 22a of the first upstream passage 25a who made the first route 23a defined, and the second opening 22b of the second upstream passage 25b who took the second route 23b defined, on the same side surface of the equalizing tank 22nd further from the engine arranged parallel to each other in the direction of the cylinder axis. Therefore, the difference D between the length L1 of the first route becomes 23a and the length L2 of the second route 23b relatively small. Due to the decrease in the difference D, the first revolutions are approaching V1 where the dynamic charging effect through the first route 23a is reached, and the second revolution V2 where the dynamic charging effect through the second route 23b is reached, each other, and the resultant revolution difference Vd becomes smaller. Furthermore, the intake manifold 20th be configured such that the difference D between the first and second routes 23a and 23b and the diameter R of the opening end 25d satisfies the relation “1 <D / R 2” (hereinafter referred to as term G). Specifically, D / R is larger because the difference in length between the routes is larger; however, since D / R is less than or equal to 2, the difference in length between the routes becomes as well as the revolution difference V2 , relatively small. As can be seen, this allows a relatively small difference between the first revolution V1 and the second rotation V2 an increase in volumetric efficiency over a relatively wide range of speeds at high engine speeds above engine revolution Vt for maximum torque. The details will be described later.
Weiterhin werden in einem Geschwindigkeitsbereich bei niedriger Motorgeschwindigkeit unterhalb der Motorumdrehung für maximales Drehmoment - d.h. der Geschwindigkeitsbereich, in dem die Zeiträume zum Öffnen und Schließen der Ansaugventile 14 relativ lang sind - die Druckwellen (d. h. eine zweite und eine dritte Pulsierung), die zwei-oder mehrmals auf der ersten Route 23a oder der zweiten Route 23b hin und her laufen, zur Steigerung des volumetrischen Wirkungsgrades verwendet.Furthermore, in a speed range at low engine speed below the engine revolution for maximum torque - ie the speed range in which the time periods for opening and closing the intake valves 14 are relatively long - the pressure waves (ie a second and a third pulsation), the two or several times on the first route 23a or the second route 23b run back and forth, used to increase volumetric efficiency.
Daher wird bei hoher Motorgeschwindigkeit oberhalb der Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment das Drehmoment des Motors 10 unter Verwendung eines dynamischen Aufladeeffekts erhöht, der durch die erste und zweite Route 23a und 23b, die in dem Ansaugkrümmer 20 immer offen sind, erhalten wird. Indes wird im mittleren Geschwindigkeitsbereich einschließlich Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment das Drehmoment des Motors 10 durch die Unterstützung der Spülung in jedem Zylinder 11 durch den Abgaskrümmer 14 mit einer sogenannten „4-2-1-Rohranordnung“ erhöht.Therefore, if the engine speed is high, it will be above the engine revolution Vt for maximum torque the torque of the motor 10 using a dynamic charging effect that is increased by the first and second routes 23a and 23b that is in the intake manifold 20th are always open, is received. Meanwhile, in the medium speed range including engine revolution Vt for maximum torque the torque of the motor 10 by supporting the flushing in each cylinder 11 increased by the exhaust manifold 14 with a so-called "4-2-1 pipe arrangement".
4 erläutert allgemein eine Konfiguration des Abgaskrümmers 40 gemäß dieser Ausführungsform. Dieser Abgaskrümmer 40 umfasst vier einzelne Abgasrohre 41, die mit den jeweiligen Zylindern 11 verbunden sind. 4th generally explains a configuration of the exhaust manifold 40 according to this embodiment. This exhaust manifold 40 comprises four individual exhaust pipes 41, which are connected to the respective cylinders 11 are connected.
Auf ähnliche Weise wie die vier einzelnen Angussverteiler 24 weist jedes der einzelnen Abgasrohre 41 einen Endabschnitt auf, der sich in zwei Teile verzweigt und mit dem Motor 10 verbunden ist. Jeder der Endabschnitte, der verzweigt ist, ist mit einer zugehörigen Abgasöffnung von zwei Absaugöffnungen 13, die an jedem Zylinder 11 vorgesehen sind, verbunden.Similar to the four individual runners 24 each of the individual exhaust pipes 41 has an end portion which branches into two parts and with the engine 10 connected is. Each of the end portions, which is branched, is associated with an associated exhaust port of two exhaust ports 13 on each cylinder 11 are provided connected.
Wie gesehen werden kann, weist der Abgaskrümmer 40 die 4-2-1-Rohranordnung auf. Speziell sind in dieser Ausführungsform die vier einzelnen Abgasrohre 41 stromabwärts zu Paaren, derart zusammengefasst, dass die zusammengefassten einzelnen Abgasrohre 41 nicht in der Abgasreihenfolge der Zylinder 11 benachbart sind, die mit den jeweiligen einzelnen Abgasrohren 41 verbunden sind. Dann sind die zusammengefassten Paare weiter stromabwärts zu einem Rohr zusammengefasst. In dieser Ausführungsform wird das Abgas in der Reihenfolge des ersten Zylinders 11, des dritten Zylinders 11, des vierten Zylinders 11 und des zweiten Zylinders 11 abgegeben. Daher umfasst der Abgaskrümmer 40 Folgendes: einen ersten Kollektor 42a, zu dem die einzelnen Abgasrohre 41 für den ersten und vierten Zylinder 11 zusammengefasst werden, einen zweiten Kollektor 42b, zu dem die einzelnen Abgasrohre 41 für den zweiten und dritten Zylinder 11 zusammengefasst werden, und eine Abgassammelleitung 43, die stromabwärts von dem ersten und zweiten Kollektor 42a und 42b vorgesehen ist, und in die der erste und zweite Kollektor 42a und 42b zusammengefasst werden.As can be seen, the exhaust manifold 40 has the 4-2-1 pipe arrangement. Specifically, in this embodiment, the four individual exhaust pipes 41 are grouped downstream in pairs, in such a way that the combined individual exhaust pipes 41 are not in the exhaust gas sequence of the cylinders 11 are adjacent, which are connected to the respective individual exhaust pipes 41. Then the combined pairs are combined into a pipe further downstream. In this embodiment, the exhaust gas is in the order of the first cylinder 11 , of the third cylinder 11 , the fourth cylinder 11 and the second cylinder 11 submitted. Therefore, the exhaust manifold 40 includes: a first collector 42a to which the individual exhaust pipes 41 for the first and fourth cylinders 11 are combined, a second collector 42b, to which the individual exhaust pipes 41 for the second and third cylinders 11 are combined, and an exhaust manifold 43 that is provided downstream of the first and second collectors 42a and 42b, and into which the first and second collectors 42a and 42b are combined.
Die Anwendung des Abgaskrümmers 40, die für den Motor 10 konfiguriert ist, erlaubt die Reduktion einer nachteiligen Wirkung, die durch die Abgasinterferenz unter den Zylindern 11 verursacht wird, und die Extraktion von Abgas aus den Zylindern 11, um eine Spülwirkung zu erhöhen. Ohne die Einzelheiten auszuführen, werden solche Effekte erhalten, wenn sich die Motorumdrehung im mittleren Geschwindigkeitsbereich befindet. Eine Zunahme in der Spülwirkung der Zylinder und die ausreichende Einleitung von Frischluft in die Zylinder durch die gesteigerte Spülwirkung erzielen ein höheres Motordrehmoment im mittleren Geschwindigkeitsbereich.The application of the exhaust manifold 40 necessary for the engine 10 configured allows an adverse effect caused by the exhaust gas interference among the cylinders to be reduced 11 and the extraction of exhaust gas from the cylinders 11 to increase a flushing effect. Without going into the details, such effects are obtained when the engine revolution is in the medium speed range. An increase in the scavenging effect of the cylinders and the adequate introduction of fresh air into the cylinders due to the increased scavenging effect achieve a higher engine torque in the medium speed range.
Als nächstes beschrieben wird, unter Bezug auf 4, das Drehmoment, das durch den Motor 10 zu erzeugen ist, der mit dem Ansaugsystem 2 gemäß dieser Ausführungsform ausgestattet ist (d. h. Motor 10 mit angebrachtem Ansaugkrümmer 20).Next, it will be described with reference to FIG 4th , the torque produced by the engine 10 is to be generated with the intake system 2 according to this embodiment is equipped (ie engine 10 with attached intake manifold 20th ).
5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Motorumdrehung und dem durch den Motor 10 zu erzeugenden Drehmoment erläutert. In 5 zeigt eine Kurve C2, die durch eine durchgezogene Linie erläutert ist, das zu erzeugende Drehmoment, wenn der Ansaugkrümmer 20 gemäß dieser Ausführungsform verwendet wird. Der Ansaugkrümmer 20 ist konfiguriert, um einen dynamischen Aufladeeffekt jeweils bei der ersten und zweiten Umdrehungen V1 und V2 zu erhalten. Speziell ist der Motor 10 ein Benzinmotor mit einer Verdrängung von 1,5 1. Die Differenz D zwischen der ersten und zweiten Route 23a und 23b beträgt 53 mm. Der Durchmesser R des Öffnungsendes 25d beträgt 36 mm. D/R beträgt 1,47. Ferner hat der Motor 10 die maximale Motorumdrehung von 7000 U/min und die Motorumdrehung für maximales Drehmoment von etwa 4000 U/min, die erste Umdrehung V1 von 7000 U/min, und die Umdrehungsdifferenz Vd zwischen der ersten und zweiten Umdrehung V1 und V2 beträgt 1000 U/min und Vd/Ve beträgt 0,143 (ca. 0,15). Wie durch die Kurve C2 in 5 gezeigt, nimmt das unter Verwendung des Ansaugkrümmers 20 gemäß dieser Ausführungsform zu erzeugende Drehmoment allgemein vom Betrachter aus von links nach rechts zu (d. h. wenn die Motorgeschwindigkeit zunimmt). Dann wird das Drehmoment bei der Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment maximal, in dem Graphen horizontal in der Mitte gezeigt. Rechts von der Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment - d. h. um höhere Motorgeschwindigkeit als die Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment zu erhalten - nimmt das Drehmoment im Allgemeinen ab. 5 Fig. 13 is a graph showing a relationship between one engine revolution and that by the engine 10 to be generated torque explained. In 5 Fig. 13 shows a curve C2, which is illustrated by a solid line, the torque to be generated when the intake manifold 20th is used according to this embodiment. The intake manifold 20th is configured to have a dynamic charging effect at the first and second revolutions, respectively V1 and V2 to obtain. The engine is special 10 a gasoline engine with a displacement of 1.5 1. The difference D between the first and second routes 23a and 23b is 53 mm. The diameter R of the opening end 25d is 36 mm. D / R is 1.47. The engine also has 10 the maximum engine revolution of 7000 rpm and the engine revolution for maximum torque of about 4000 rpm, the first revolution V1 of 7000 rpm, and the revolution difference Vd between the first and second revolutions V1 and V2 is 1000 rpm and Vd / Ve is 0.143 (approx 0.15). As shown by curve C2 in 5 shown, takes this using the intake manifold 20th torque to be generated according to this embodiment generally increases from left to right from the viewer (ie, as the engine speed increases). Then the torque at the engine revolution Vt for maximum torque maximum, shown in the graph horizontally in the middle. To the right of the engine revolution Vt for maximum torque - ie by a higher motor speed than the motor revolution Vt for maximum torque to get - the torque generally decreases.
Indessen zeigt in 5 eine Kurve C1, die durch eine gestrichelte Linie erläutert ist, ein zu erzeugendes Drehmoment, wenn ein typisches Ansaugsystem verwendet wird (d.h. es ist ein typischer Ansaugkrümmer angebracht). Dieser „typische Ansaugkrümmer“ weist einen einzigen Durchgang auf und ist konfiguriert, um einen dynamischen Aufladeeffekt bei der ersten Umdrehung V1 zu erhalten. Diese Kurve C1 zeigt, dass bei einer Motorgeschwindigkeit, die höher ist als die Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment, das zu erzeugende Drehmoment, wenn der typische Ansaugkrümmer verwendet wird, unter dem Drehmoment liegt, das erzeugt wird, wenn der Ansaugkrümmer 20 gemäß dieser Ausführungsform verwendet wird.Meanwhile, in 5 a curve C1 illustrated by a broken line, a torque to be generated when a typical intake system is used (ie, a typical intake manifold is attached). This "typical intake manifold" has a single pass and is configured to have a dynamic first-revolution supercharging effect V1 to obtain. This curve C1 shows that when the engine speed is higher than the engine revolution Vt for maximum torque, the torque to be generated when the typical intake manifold is used is less than the torque generated when the intake manifold is used 20th is used according to this embodiment.
Speziell zeigt der Vergleich zwischen dem Ansaugkrümmer 20 gemäß dieser Ausführungsform und dem typischen Ansaugkrümmer, dass das Drehmoment, das durch den Ansaugkrümmer 20 erhalten wird, höher ist als dasjenige, das durch den typischen Ansaugkrümmer erhalten wird, nicht nur in etwa bei der zweiten Umdrehung V2, sondern auch über den gesamten Motorgeschwindigkeitsbereich, der höher ist als das maximale Drehmoment Vt. Nachstehend beschrieben sind wahrscheinliche Gründe für diese Effekte.Specifically shows the comparison between the intake manifold 20th according to this embodiment and the typical intake manifold, that the torque produced by the intake manifold 20th is higher than that obtained by the typical intake manifold, not just about the second revolution V2 but also over the entire engine speed range that is higher than the maximum torque Vt . The following are likely reasons for these effects.
Speziell werden sowohl die erste Umdrehung V1 für die Druckwelle, die sich durch die erste Route 23a fortpflanzt, als auch die zweite Umdrehung V2 für die Druckwelle, die sich durch die zweite Route 23b fortpflanzt, so eingestellt, dass sie höher sind als die Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment, und die Differenz Vd relativ klein ist. Dies bewirkt, dass die natürlichen Frequenzen der Luftsäulen für die jeweiligen Umdrehungen sich gegenseitig relativ nahe kommen. Daher wird die Interferenz zwischen den Druckwellen, die sich durch die erste und zweite Route 23a und 23b ausbreiten, reduziert, und die dynamischen Aufladeeffekte durch beide Routen werden wirksam erreicht. Als Ergebnis nehmen der volumetrische Wirkungsgrad des Motors 10 über einen relativ breiten Geschwindigkeitsbereich, einschließlich der ersten und zweiten Umdrehung V1 und V2, wie auch das Drehmoment zu.Both the first turn will be special V1 for the blast wave that goes through the first route 23a propagates, as well as the second turn V2 for the blast wave that goes through the second route 23b propagates, adjusted so that they are higher than the engine revolution Vt for maximum torque, and the difference Vd is relatively small. This has the effect that the natural frequencies of the air columns for the respective revolutions come relatively close to each other. Hence, the interference between the pressure waves that travel through the first and second routes 23a and 23b expand, reduce, and the dynamic charging effects through both routes are effectively achieved. As a result, the volumetric efficiency of the engine will decrease 10 Over a relatively wide range of speeds, including the first and second revolutions V1 and V2 , as well as the torque too.
Weiterhin weist in dem Ansaugkrümmer 20 gemäß dieser Ausführungsform jede der einzelnen Ansaugrouten 23 zwei Durchgänge stromabwärts auf, nämlich den ersten und zweiten stromabwärtigen Durchgang 25a und 25b. Daher ist die Querschnittfläche der einzelnen Ansaugdurchgänge 23 größer als diejenige des typischen Ansaugkrümmers, der einen Durchgang aufweist. Da der Strömungswiderstand durch die Vergrößerung in der Querschnittfläche abnimmt, reduziert sich der Druckverlust in dem Ansaugkrümmer 20 gemäß dieser Ausführungsform. Dies ist ebenfalls ein wahrscheinlicher Grund dafür, warum das Drehmoment des Motors 10 zunimmt.It also has in the intake manifold 20th according to this embodiment, each of the individual suction routes 23 two downstream passages, namely the first and second downstream passages 25a and 25b . Therefore, the cross-sectional area of the individual suction passages is 23 larger than that of the typical single-pass intake manifold. Since the flow resistance decreases due to the increase in the cross-sectional area, the pressure loss in the intake manifold is reduced 20th according to this embodiment. This is also a likely reason why the engine torque is 10 increases.
Wie ersichtlich, vergrößert der Ansaugkrümmer 20 gemäß dieser Ausführungsform erfolgreich jeden volumetrischen Wirkungsgrad über einen relativ breiten Geschwindigkeitsbereich bei hoher Motorgeschwindigkeit, um eine höheres Drehmoment zu erhalten.As can be seen, the intake manifold enlarges 20th according to this embodiment successfully any volumetric efficiency over a relatively wide speed range at high engine speed to obtain higher torque.
Der Ausdruck F wird als ein Zustand bestimmt, bei dem die natürlichen Frequenzen der Luftsäulen für die Druckwellen, die sich durch die erste und zweite Route 23a und 23b fortpflanzen, einander nahekommen, um die nachteilige Wirkung durch die Interferenz ausreichend zu reduzieren. Daher nimmt, soweit der Ausdruck F gilt, das Drehmoment über einen relativ breiten Bereich bei hoher Motorgeschwindigkeit erfolgreich zu. Zu beachten ist, dass (VI - V2). /. Ve größer oder gleich 0 ist.The term F is determined as a condition in which the natural frequencies of the air columns for the pressure waves that propagate through the first and second routes 23a and 23b propagate, get close to each other so as to sufficiently reduce the adverse effect of the interference. Therefore, as far as the expression F holds, the torque successfully increases over a relatively wide range at high engine speed. It should be noted that (VI - V2). /. Ve is greater than or equal to 0.
Ferner weisen die erste und zweite Route 23a und 23b kein variables Ventil auf und sind immer offen. Als Ergebnis weist der Ansaugkrümmer 20 weniger Teile für das Ventil und für das System für das Ventil auf, und für die wenigeren Teile werden Gewicht und Herstellungskosten des Ansaugkrümmers 20 erfolgreich reduziert.Furthermore, the first and second routes 23a and 23b no variable valve open and are always open. As a result, the intake manifold has 20th fewer parts for the valve and for the system for that Valve on, and the fewer parts become the weight and manufacturing cost of the intake manifold 20th successfully reduced.
Da weiterhin die ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgänge 25a und 25b jeweils an die gleiche Seitenfläche des Ausgleichstanks 22 angeschlossen sind, wird die Differenz D zwischen der Länge L1 der ersten Route 23a und der Länge der zweiten Route 23b erfolgreich reduziert. Dies ermöglicht die Herabsetzung der Differenz Vd zwischen der ersten und zweiten Umdrehung V1 und V2.There continue to be the first and second upstream passages 25a and 25b each on the same side surface of the equalizing tank 22nd are connected, the difference D between the length L1 of the first route becomes 23a and the length of the second route 23b successfully reduced. This enables the difference Vd between the first and second revolutions to be decreased V1 and V2 .
Zusätzlich sind die erste und zweite Öffnung 22a und 22b parallel zueinander auf der Seitenfläche der Volumenkammer 21 motorfern angeordnet. Dies ist von Vorteil beim Einströmen der Ansaugluftströme in der gleichen Richtung von der Volumenkammer 21 in den ersten stromaufwärtigen Durchgang 25a und den zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25b. Dies ermöglicht ein problemloses Zusammentreffen der Ansaugluftströme, die durch die Durchgänge strömen.In addition, there are the first and second openings 22a and 22b parallel to each other on the side surface of the volume chamber 21 arranged remotely from the engine. This is advantageous when the intake air flows in from the volume chamber in the same direction 21 in the first upstream passage 25a and the second upstream passage 25b . This enables the intake air flows flowing through the passages to meet without any problems.
Weiterhin wird der Ausdruck G durch zwei Bedingungen bestimmt: nämlich eine Bedingung, in der die erste und zweite Öffnung 22a und 22b so angeordnet sein können, dass sie nicht miteinander interferieren (d. h. das untere Ende), und die andere Bedingung, in der die Frequenzen der Druckwellen, die sich durch die erste und zweite Route 23a und 23b fortpflanzen, sich gegenseitig nahe kommen (d. h. eine Obergrenze), derart, dass die nachteilige Wirkung durch die Interferenz ausreichend reduziert werden kann (d. h. das obere Ende).Further, the term G is determined by two conditions: namely, a condition in which the first and second openings 22a and 22b can be arranged so that they do not interfere with each other (ie, the lower end), and the other condition in which the frequencies of the pressure waves passing through the first and second routes 23a and 23b propagate, come close to each other (ie, an upper limit) such that the adverse effect by the interference can be sufficiently reduced (ie, the upper end).
Ferner erhöht die Verwendung der Druckwelle, die durch die erste Route 23a oder die zweite Route 23b zweimal oder mehrmals hin und her läuft, erfolgreich den volumetrischen Wirkungsgrad sogar in dem Geschwindigkeitsbereich bei niedriger Motorgeschwindigkeit unterhalb der Motorumdrehung Vt für maximales Drehmoment - d.h. der Geschwindigkeitsbereich, in dem die Zeiträume zum Öffnen und Schließen der Ansaugventile 14 relativ lang sind. Als Ergebnis wird das Drehmoment des Motors 10 erfolgreich erhöht.It also increases the use of the pressure wave generated by the first route 23a or the second route 23b running back and forth twice or more successfully increases the volumetric efficiency even in the low engine speed range below the engine revolution Vt for maximum torque - that is, the range of speeds in which the periods of opening and closing of the intake valves 14 are relatively long. As a result, the torque of the engine 10 successfully increased.
Zusätzlich weist das Abgassystem die 4-2-1-Rohranordnung auf, die das Drehmoment im mittleren Geschwindigkeitsbereich weiter erhöht.In addition, the exhaust system has the 4-2-1 pipe arrangement, which further increases the torque in the medium speed range.
Ferner wird die Durchgangsbreite des Öffnungsendes 25d für den stromabwärtigen Durchgang 25c als für den Ausdruck G zu verwendenden Durchmesser R verwendet. Dies ermöglicht, dass der Ansaugkrümmer 20 geeignet ist, um die obigen Effekte zu erzielen.Further, the passage width of the opening end 25d for the downstream passage becomes 25c is used as the diameter R to be used for the expression G. This enables the intake manifold 20th is suitable to achieve the above effects.
Der erste und zweite stromaufwärtige Durchgang 25a und 25b sind konfiguriert, um sich von der Seitenfläche des Ausgleichstanks 22 in der Richtung vom Motor 10 weg zu erstrecken und sich dann an den stromabwärtigen Durchgang 25c anzuschließen. Somit ist diese Konfiguration weiterhin beim Einströmen der Ansaugluftströme von Vorteil, die gerade aus der Volumenkammer 21 in den ersten und zweiten stromaufwärtigen Durchgang 25a und 25b in der gleichen Richtung eingeströmt sind. Folglich können sich die Ansaugluftströme, die durch die jeweiligen Durchgänge hindurchlaufen, problemlos treffen.The first and second upstream passages 25a and 25b are configured to stand out from the side face of the surge tank 22nd in the direction of the engine 10 away and then join the downstream passage 25c to connect. This configuration is therefore still of advantage when the intake air flows in, which are straight from the volume chamber 21 in the first and second upstream passages 25a and 25b flowed in in the same direction. As a result, the intake air flows passing through the respective passages can easily meet.
(Weitere Ausführungsform)(Further embodiment)
In dieser Ausführungsform ist der Abgaskrümmer 40 so konfiguriert, dass er die 4-2-1-Rohranordnung aufweist, um einen Spülwirkung im mittleren Geschwindigkeitsbereich zu erhöhen. Allerdings soll das Abgassystem gemäß dieser Ausführungsform nicht auf diese Anordnung beschränkt sein. Eine beispielhafte Konfiguration des Abgaskrümmers kann ein sogenannter „Ejektoreffekt“ zur Erhöhung der Spülwirkung es sein. Speziell werden einzelne sich verjüngende Abgasrohre zusammengebracht und vereinigt und als ein Abgaskrümmer verwendet. Wenn daher Abgas aus einem Zylinder ausgestoßen wird, wird ein negativer Druck beispielsweise auf ein einzelnes Abgasrohr, das mit einem anderen Zylinder verbunden ist, ausgeübt, und das Abgas wird stromabwärts aus dem einzelnen Abgasrohr herausgesaugt. Dies erhöht erfolgreich das Drehmoment des Motors im mittleren Geschwindigkeitsbereich auf ähnliche Weise wie für die 4-2-1-Rohranordnung.In this embodiment, the exhaust manifold 40 is configured to have the 4-2-1 pipe arrangement in order to increase a scavenging effect in the medium speed range. However, the exhaust system according to this embodiment should not be limited to this arrangement. An exemplary configuration of the exhaust manifold can be a so-called “ejector effect” to increase the scavenging effect. Specifically, individual tapered exhaust pipes are brought together and united and used as an exhaust manifold. Therefore, when exhaust gas is discharged from a cylinder, negative pressure is applied to, for example, a single exhaust pipe connected to another cylinder, and the exhaust gas is sucked out downstream of the single exhaust pipe. This successfully increases the torque of the motor in the medium speed range in a manner similar to that for the 4-2-1 pipe assembly.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
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1010
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MOTORENGINE
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1111
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Zylindercylinder
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22
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AnsaugsystemSuction system
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2020th
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AnsaugkrümmerIntake manifold
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2121
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VolumenkammerVolume chamber
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2222nd
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AusgleichstankEqualizing tank
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22a22a
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Erste ÖffnungFirst opening
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22b22b
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Zweite ÖffnungSecond opening
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2323
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Einzelner AnsaugdurchgangSingle suction pass
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23a23a
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Erste RouteFirst route
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23b23b
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Zweite RouteSecond route
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2424
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Einzelner AngusskanalSingle runner
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25a25a
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Erster stromaufwärtiger DurchgangFirst upstream passage
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25b25b
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Zweiter stromaufwärtiger DurchgangSecond upstream passage
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25c25c
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Stromabwärter DurchgangDownstream passage
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VtVt
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Motorumdrehung für maximales DrehmomentMotor revolution for maximum torque
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VeVe
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Maximale MotorumdrehungMaximum engine revolution
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V1V1
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Erste UmdrehungFirst turn
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V2V2
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Zweite UmdrehungSecond turn
